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WO2010038776A1 - ガラス製品の製造装置 - Google Patents

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Publication number
WO2010038776A1
WO2010038776A1 PCT/JP2009/067026 JP2009067026W WO2010038776A1 WO 2010038776 A1 WO2010038776 A1 WO 2010038776A1 JP 2009067026 W JP2009067026 W JP 2009067026W WO 2010038776 A1 WO2010038776 A1 WO 2010038776A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass product
glass
cleaning
molding machine
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/067026
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝敏 樋端
昌宏 角谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAIWA SPECIAL GLASS Co Ltd
Original Assignee
DAIWA SPECIAL GLASS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DAIWA SPECIAL GLASS Co Ltd filed Critical DAIWA SPECIAL GLASS Co Ltd
Publication of WO2010038776A1 publication Critical patent/WO2010038776A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/04—Re-forming tubes or rods
    • C03B23/11—Reshaping by drawing without blowing, in combination with separating, e.g. for making ampoules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0075—Cleaning of glass

Definitions

  • glass containers such as tube bottles, vials, ampoules, etc. that contain pharmaceuticals, foods, cosmetics, etc.
  • glass products such as syringes, test instruments, etc. that come into contact with pharmaceuticals, etc.
  • vertical molding method As a typical molding method of these glass products, there is a vertical molding method. In this method, a glass tube having a constant diameter and open at both ends is set up vertically, the lower end is heated and softened to be processed into a desired shape, separated from the glass tube connected to the top, and then the bottom is formed. This is a method for producing a glass product.
  • a glass tube is cut in advance to a size corresponding to the length of two products, and the cut tube is set in a molding machine in a state of being laid in a horizontal direction.
  • This is a molding method that obtains a glass container or the like by heating and softening to form the mouth, and then heating and cutting the central portion of the cut tube with a burner to form the bottom of the container.
  • the alkaline component is eluted from the inner surface of the glass product, and the contained medicine or the like is contaminated, for example, increasing the pH value,
  • the elution component may react with the constituent components of the stored matter to generate precipitates, and the quality of the stored matter may be impaired.
  • the above glass surface coating treatment, sulfur treatment, or low-temperature heating glass tube processing not only imposes complicated processes on the manufacturer and processes with low workability, but also requires a surface treatment agent, etc. There is a problem of increasing the manufacturing cost.
  • the technical problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems, maintain a high level of cleanliness and prevent elution of glass composition components from the inner surface of the glass product by the contained material, and no surface treatment agent is required.
  • An object of the present invention is to provide a glass product manufacturing apparatus that can manufacture glass products at low cost.
  • the present inventors cleaned the inner surface of this glass product with washing water before performing a heat treatment for removing distortion due to thermal history.
  • the present invention has been completed based on these findings, and in order to solve the above problems, for example, based on FIGS. 1 to 8 showing an embodiment of the present invention, the following will be described. It is configured.
  • glass volatile components such as Na 2 O and K 2 O generated by heating in the molding process adhere to the inner surface of the glass product and become alkaline. It is considered that an eluting component is formed. Furthermore, it is considered that the eluting component adhering to the inner surface is taken in and diffused into the thickness of the glass product during the subsequent heat treatment for distortion removal and surface homogenization. If the washing is performed later, the above eluting components cannot be sufficiently removed.
  • the present invention at least the inner surface of the glass product is cleaned by the above-described cleaning apparatus before being heat-treated in the above-described heat-treating furnace, thereby sufficiently removing or reducing the above-described eluting component. The Thereafter, the residual distortion of the glass product is removed and the surface is homogenized by the heat treatment in the heat treatment furnace, but the glass product wetted by the washing is sufficiently dried by the heat treatment at this time.
  • the above glass material is not limited to a specific material or shape, and may be colorless and transparent, or may be colored brown, for example.
  • glass tubes are usually used.
  • borosilicate glass or soda lime glass is preferably used.
  • the cross section of the glass tube is usually a perfect circle, but may be other shapes such as an ellipse.
  • the thickness of the glass tube is not particularly limited. For example, when the cross section is a perfect circle, the diameter is usually about 10 to 100 mm. Further, the length of the glass tube is not particularly limited, and usually about 1 to 5 m is used.
  • the predetermined shape for molding the above glass material under heating refers to a shape according to a desired glass product such as a glass container such as a tube bottle, a vial or an ampule, a syringe or a test instrument, and a specific shape or dimension. It is not limited to.
  • the above-mentioned vertical molding machine is particularly preferably used as the molding machine, but other types of molding machines such as the horizontal molding machine may be used, and the molding machine is not limited to a specific type or structure. That is, the present invention is preferably applied when using a molding machine in which glass volatile components produced during production may adhere to the inner surface of the glass product.
  • the heat treatment furnace for removing the residual strain of the glass product is not limited as long as it can remove the residual strain based on the thermal history when the glass material is molded into the glass product, and can homogenize the glass surface. It is not limited to a specific type or structure, and a continuous processing furnace is usually used. However, for example, a batch processing furnace may be used. Further, the heat treatment temperature and heat treatment time of the heat treatment furnace are not particularly limited. For example, glass products cleaned by the above-described cleaning apparatus are usually heated to an atmospheric temperature of about 550 to 700 ° C., preferably about 600 to 700 ° C. The temperature is raised and then gradually cooled, and the heat treatment time including this slow cooling is usually 3 to 40 minutes, preferably 15 to 35 minutes, more preferably 25 to 35 minutes.
  • the cleaning liquid used in the above-described cleaning apparatus is not limited to a specific component liquid, but water, an aqueous acid solution, an aqueous surfactant solution, or a mixed solution thereof is usually used.
  • an aqueous acid solution is preferably used from the viewpoint of high solubility of the alkaline elution component adhering to the inner surface of the glass product.
  • the acid used as the cleaning solution is not limited to a specific acid as long as it can dissolve the eluting component.
  • organic acids include formic acid, acetic acid, oxalic acid, phthalic acid, citric acid, and inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and the like. These acids may use 1 type (s) or 2 or more types, when wash
  • Citric acid, oxalic acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid are preferably used from the viewpoint of cleaning effect and handleability.
  • the surfactant aqueous solution used as the cleaning solution is not particularly limited, but preferred surfactants include nonionic surfactants.
  • Nonionic surfactants are broadly classified into polyethylene glycol type and polyhydric alcohol type.
  • polyethylene glycol type higher alcohol, fatty acid, fat, polypropylene glycol or alkylphenol ethylene oxide adduct, polyhydric alcohol fatty acid ester
  • examples thereof include ethylene oxide adducts of higher alkylamines or fatty acid amides
  • examples of polyhydric alcohol types include glycerol, pentaerythritol, sorbitol, fatty acid esters of sucrose, and alkyl ethers of polyhydric alcohols.
  • the cleaning apparatus supplies the cleaning liquid to at least the inner surface of the glass product in order to perform a rinsing process with clean water after cleaning with the cleaning liquid. It is preferable to include a cleaning unit that performs cleaning and a rinsing unit that supplies clean water to at least the inner surface of the glass product cleaned with the cleaning liquid.
  • the volatile component may adhere to the outer surface of the glass product although the amount is small.
  • the above-described cleaning device has a draining function by, for example, blowing air after cleaning with the cleaning liquid.
  • the cleaning apparatus has a drying function for supplying hot air of about 100 to 400 ° C. for removing moisture such as cleaning liquid and clean water remaining on the surface of the glass product.
  • the cleaning device is not limited to a specific cleaning device as long as it can clean at least the inner surface of the glass product with the cleaning liquid.
  • the type of cleaning device to be used is determined in consideration of the layout of the entire production line such as a molding machine, a cleaning device, and a heat treatment furnace.
  • the glass product may be cleaned by ultrasonic cleaning. In this ultrasonic cleaning, not only the inner surface but also the entire glass product is generally cleaned using the above-described acid. Rinse washing is performed.
  • the above cleaning device may be cleaned by supplying a cleaning liquid from a cleaning liquid supply means such as a spray nozzle.
  • a cleaning liquid supply means such as a spray nozzle.
  • the cleaning liquid is usually sprayed from the opening of the glass product toward the bottom under pressure.
  • This cleaning liquid supply means may increase the spray pressure of the cleaning liquid so that compressed air can be discharged simultaneously with the cleaning liquid (also referred to as jet spray cleaning).
  • the above-described cleaning apparatus supplies a cleaning liquid to the receiving member that supports the glass product with the opening facing downward, the holding member that prevents the glass product from lifting, and the inner surface of the glass product.
  • Cleaning liquid supply means In this case, the glass product receives the supply pressure of the cleaning liquid from the cleaning liquid supply means, but is prevented from being lifted by the pressing member, so that the inner surface and the like are reliably cleaned by the cleaning liquid. Further, since the glass product has the opening directed downward, the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply means is smoothly discharged from the opening after the glass product is cleaned.
  • the pressing member When the pressing member is configured to be switchable between a pressing posture positioned above the receiving member and a retracting posture positioned away from the receiving member in plan view, the cleaning liquid from the cleaning liquid supply means is pressed in the pressing posture.
  • the glass product can be securely pressed against the supply pressure, and by switching the holding member to the retracted position, the glass product with the opening facing downward can be easily fed into the cleaning device from above. preferable.
  • the temperature of the glass product after being processed by the molding machine is usually about 300 to 400 ° C.
  • the cleaning liquid is brought into contact with the glass product exceeding 350 ° C., the glass product There is a risk of damage. Therefore, it is preferable to provide a cooling device for cooling the temperature of the glass product to about 150 ° C. or less in the product conveyance path from the molding machine to the cleaning device. More preferably, it is cooled to about 100 ° C.
  • the above cooling device may be forcibly cooled by cooling air or the like using a temperature sensor or the like, but for example, if it is cooled by heat radiation under an atmospheric temperature such as 25 ° C., a cooling heat source or the like is unnecessary. It is preferable because it can be implemented at low cost.
  • the cooling device described above is configured so that a glass product conveyed from the molding machine is fed into the cleaning device, or a conveying device from the molding machine is formed sufficiently long to form the cooling device. Since a dedicated cooling device is not required separately, the entire manufacturing apparatus can be configured simply and can be implemented at low cost.
  • the cooling device that also serves as the feeding means moves the glass product carried from the molding machine intermittently at a predetermined time interval to the supply position to the cleaning device. The tact time with the cleaning process by the cleaning device can be easily matched, and the overall line balance can be suitably adjusted.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view in the vicinity of a cleaning unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view in the vicinity of a rinsing portion according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram which shows the formation procedure of the glass container of 1st Embodiment of this invention.
  • the cooling device (6) is also used as a feeding means (8) for feeding the high-temperature glass container (3) conveyed from the vertical molding machine (2) to the cleaning device (7). . That is, the feeding means (8) is cooled by heat radiation at room temperature while moving the glass container (3), whereby the temperature of the glass container (3) is about 150 ° C. or less, preferably about 80
  • the time required for feeding into the cleaning device (7) is set to, for example, 1 to 5 minutes, more preferably 2 to 3 minutes, so that the temperature is cooled to about 100 ° C. to about 100 ° C.
  • the cooling device (6) also serving as the feeding means (8) includes a plurality of conveying devices (9) conveyed from the vertical molding machine (2).
  • the lift device (12) that intermittently moves the glass container (3) that has been pushed in at the top, and a pair of glass containers (3) that are lifted by the lift device (12), the opening (13) faces downward.
  • a first transfer device (14) for changing to a new posture and transferring to the cleaning device (7).
  • the lift device (12) includes a mounting plate (15) for individually mounting the glass containers (3), and is configured to circulate the mounting plate (15) in a ring shape in the vertical direction. It is.
  • the cleaning device (7) includes a cleaning unit (16) and a rinsing unit (17). Further, the second transfer device (18) for moving the glass container (3) from the cleaning section (16) to the rinsing section (17), and the glass container (3) from the rinsing section (17) are taken out and opened ( 13) The third transfer device (19) for changing the posture to face upward, and the lowering device for receiving the glass container (3) taken out by the third transfer device (19) and lowering it to a predetermined height ( 20).
  • the photoelectric sensor (26) is arrange
  • Each of the spray nozzles (24, 25) is controlled so that cleaning liquid, clean water, compressed air, and the like are not ejected by detection of the photoelectric sensor (26).
  • a procedure for manufacturing a glass container using the above-described glass container manufacturing apparatus will be described.
  • a glass container (3) having a predetermined shape is formed from a glass tube by the vertical molding machine (2). Since a vertical molding machine for producing a glass container using such a glass tube has been well established in the past, the vertical molding machine used in the present invention may be followed accordingly.
  • First heating step The lower end portion of the glass tube (30) set in the vertical direction on the vertical molding machine (2) is heated with a fish tail burner (31) at 1200 to 2000 ° C.
  • Second heating step The mouth is heated with a point burner (34) at 1200 to 2000 ° C.
  • Mouth forming step The mouth is formed by the roller (32) and the plunger (33).
  • Bottle height determining step The bottle height is determined using the total height plate (35).
  • Cut step Cut using a cut burner (36) at a temperature of 1200 to 2000 ° C., for example.
  • First bottom forming step homogenizing the bottom using a point burner (34).
  • Second bottom forming step Air (37) is blown in to complete the bottom molding using a point burner (34) at 1200 to 2000 ° C.
  • the temperature of the glass container (3) after the molding process is usually about 300 to 400 ° C.
  • the glass container (3) can be mass-produced.
  • the glass quality is altered by heating at this time, and glass volatile components such as Na 2 O and K 2 O are converted into glass tubes. It is thought that the space between the open lower end and the upper end of (30) rises due to the chimney effect and adheres to the inner surface of the glass tube (30) to form an alkaline elution component.
  • the glass container (3) is placed on the receiving member (21) raised to the delivery position (R) with the opening (13) down. Thereafter, the receiving member (21) is lowered to a predetermined cleaning position (S), whereby the tip of the cleaning liquid spray nozzle (24) is inserted into the glass container (3).
  • the holding member (22) is switched from the retracted position (Y) to the holding position (X), and the glass container (3) is pressed from above. In this state, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid spray nozzle (24). Sprayed with compressed air as needed. As a result, the alkaline elution component adhering to the inner surface of the glass container (3) is washed away.
  • the cleaning time in the cleaning section (16) is set, for example, between 2 seconds and 10 seconds.
  • the pressing member (22) is switched to the retracted posture (Y)
  • the receiving member (21) is raised to the delivery position (R)
  • the glass container (3) is moved to the rinsing section (17) by the second transfer device (18).
  • the rinsing time and compressed air blowing time in the rinsing section (17) are set between 0.3 seconds and 10 seconds, respectively.
  • the pressing member (22) After switching to the retracted posture (Y), the receiving member (21) is raised to the delivery position (R). And a glass container (3) is taken out by said 3rd transfer apparatus (19), the opening (13) is changed into the attitude
  • the glass container (3) placed on the lowering device (20) is lowered to a predetermined height, and then the conveyor belt (28) of the heat treatment furnace (4) is moved by the fourth transfer means (29). It is transferred to the top and conveyed so as to pass through the furnace body (27) at a predetermined conveying speed.
  • the glass container (3) While passing through the heat treatment furnace (4), the glass container (3) is continuously heat-treated, for example, heated to 650 ° C. and then gradually cooled to clean the cleaning device (7). In addition to completely removing the water adhering to, residual strain based on the thermal history during the molding process is removed and the glass surface is homogenized.
  • Example 1-1 A glass tube having a diameter of 21 mm and a length of 180 cm was used, and cleaning was performed using 10 mL of pure water as a cleaning liquid. Since the cleaning liquid is pure water, the above rinsing with clean water was omitted. Then, after fully draining with compressed air, heat treatment was performed in a heat treatment furnace having an effective length of 5 m and an atmosphere temperature of 650 ° C. in the furnace. The line speed in this heat treatment furnace was 20 cm per minute, and the heat treatment step of heating and then slow cooling was carried out over 25 minutes to obtain the glass container of Example 1-1.
  • Example 1-2 was carried out in the same manner as Example 1-1 except that the line speed in the heat treatment furnace was 15 cm / min, and the heat treatment step of heating and slow cooling was carried out over 33 minutes. A glass container was obtained.
  • Comparative Example 1 A glass container of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that washing with pure water and subsequent draining with compressed air were omitted.
  • the glass container produced according to the present invention is approximately equal to that of Example 1-1 in which cleaning was performed, compared with Comparative Example 1 in which cleaning was not performed corresponding to the conventional product.
  • Example 1-2 in which the slow cooling conditions were optimized in addition to 30%, the sodium elution amount was reduced by about 80%.
  • a so-called low alkali glass container in which elution components such as alkali components are difficult to elute can be produced without using a surface treatment agent.
  • Example 2 Using a glass tube having a diameter of 21 mm and a length of 180 cm, a glass container obtained by molding in the same manner as in Example 1 was washed with a washing apparatus in the same manner as in Example 1. In the washing apparatus, washing was carried out with washing solutions that are aqueous solutions of various acids, and after rinsing with pure water, compressed air was blown to sufficiently drain the water. As the cleaning solution, 0.1N hydrochloric acid was used in Example 2-1, 0.01N hydrochloric acid was used in Example 2-2, and 0.01 mol / L citric acid was used in Example 2-3. In Example 2-4, 0.05 mol / L citric acid was used.
  • Example 2 a glass container of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that washing with an aqueous solution of various acids, rinsing with pure water, and draining with compressed air were not performed at all.
  • the glass container after the above treatment was filled with water corresponding to 90% of the full capacity of the container, sealed with a rubber stopper, heated at 121 ° C. for 60 minutes using an autoclave, and allowed to cool to room temperature. . Thereafter, the amount of sodium eluted from each inner solution was measured using an atomic absorption spectrophotometer. The measurement results are shown in Table 2 as sodium dissolution test results 2.
  • the glass container produced according to the present invention is 90% or more regardless of the type and concentration of the acid, as compared with Comparative Example 2 in which the cleaning corresponding to the conventional product is not performed.
  • the reduction effect of sodium elution was observed.
  • the higher the acid concentration the higher the reduction rate.
  • a so-called low alkali glass container in which elution components such as alkali components are difficult to elute can be produced without using a surface treatment agent.
  • other components such as silicon, calcium, aluminum, boron, and barium contained as glass composition components were measured with an ICP emission spectroscopic analyzer. It was.
  • FIG. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram in which a part of the glass container manufacturing apparatus is omitted in plan view
  • FIG. 8 is a longitudinal front view of the cleaning unit. is there.
  • the transport device (9) for feeding the glass container (3) from the vertical molding machine to the cleaning device (7) is cooled to a predetermined temperature or lower during the transport. Further, it is formed sufficiently long, and the cooling device (6) is also used by this transport device (9). That is, the transfer device (9) is used to move the glass container (3), for example, having a temperature of about 300 to 400 ° C. after being processed by the vertical molding machine, to the cleaning device (7) at room temperature. Until the glass container (3) is sent to the cleaning device (7) so that the temperature of the glass container (3) is cooled to about 150 ° C. or less, preferably about 80 ° C. to about 100 ° C. The required time is set.
  • the cleaning device (7) includes a cleaning unit (16), a rinsing unit (17), a draining unit (41), and a drying unit (42).
  • the cleaning section (16) includes an ultrasonic cleaning tank (43) and a circulation device (44) disposed above the ultrasonic cleaning tank (43).
  • the rinsing part (17) is provided with a clean water spray nozzle for spraying clean water on the inside and the outer surface of the glass container (3), and the draining part (41) is provided inside the glass container (3).
  • a compressed air jet nozzle for supplying compressed air to the outer surface.
  • said drying part (42) is equipped with the drying apparatus which supplies about 350 degreeC hot air to the inside and outer surface of a glass container (3).
  • the cleaning device (7) includes an elevating device (45) for lifting the glass container (3) transferred from the conveying device (9) by the pusher (38) to a predetermined height position, and the elevating device ( 45) receiving the glass container (3) lifted in 45), and the glass container (3) on the lifting device (45) is sent to the circulation device (44) through the receiving table (46).
  • the cleaning device (7) includes a first transfer device (48) for moving the glass container (3) from the circulation device (44) to the rinsing unit (17), and the rinsing unit (17).
  • a first transfer device (48) for moving the glass container (3) from the circulation device (44) to the rinsing unit (17), and the rinsing unit (17).
  • a third transferer (50) to move from the drainer (41) to the drying part (42)
  • a fourth transfer device (51) for taking out the glass container (3) from the drying section (42) and changing the posture so that the opening (13) faces upward; and the fourth transfer device (51).
  • a lowering device (52) for receiving and lowering the glass container (3) taken out to a predetermined height.
  • the cleaning section (16) contains a cleaning liquid (54) in the ultrasonic cleaning tank (43), and an ultrasonic oscillator (55) attached to the bottom. is there.
  • the circulation device (44) includes a holding member (56) for individually holding the glass container (3), and is configured to circulate and drive the holding member (56) in an up and down direction. It is.
  • the glass container (3) held by the holding member (56) is guided downward by the circulation device (44), immersed in the cleaning liquid (54) for a predetermined time, and then pulled upward. .
  • a glass container (3) formed by a vertical molding machine (not shown) is cooled to a predetermined temperature or less by heat radiation to the atmosphere space while being conveyed by a conveying device (9), and a plurality of glass containers (3) Are combined and transferred onto the lifting device (45) by the pusher (38).
  • the transferred glass container (3) is lifted to a predetermined height position by the elevating device (45), and is moved by the pusher (47) to the circulation device (44) through the receiving table (46). It is sent.
  • the glass container (3) sent to the circulation device (44) is held by the holding member (56), and the cleaning liquid (54) in the ultrasonic cleaning tank (43) is held by the circulation device (44). Guided in and soaked in the cleaning solution (54) for a predetermined time, for example, 10 seconds or more.
  • the cleaning liquid (54) is made of, for example, an aqueous citric acid solution or other acidic aqueous solution, and is maintained at a predetermined temperature of room temperature or higher, preferably 60 ° C. or higher.
  • the alkaline eluent component and other fouling substances adhering to the inner and outer surfaces of the glass container (3) are removed from the cleaning liquid (54) and the ultrasonic oscillator (55). It is efficiently removed by the action of emitted ultrasonic waves.
  • the glass container (3) having been cleaned is pulled up to a predetermined height by the circulation device (44), and then the opening (13) is directed downward by the first transfer device (48).
  • the posture is changed and sent to the rinsing section (17).
  • clean water is sprayed by the same spray nozzle as in the first embodiment, but unlike the first embodiment, this clean water is only on the inner surface of the glass container (3). Without spraying toward the outer surface of the glass container (3).
  • the glass container (3) having been subjected to the rinsing process is transferred to the draining part (41) by the second transfer device (49), and the compressed air supplied from the compressed air jet nozzle is used as the glass container (3).
  • the water droplets and the like adhering to the inner surface and the outer surface are removed.
  • the glass container (3) after the draining process is transferred to the drying section (42) by the third transfer device (50), and moisture remaining on the inner and outer surfaces by hot air supplied from the drying device. Is removed.
  • the glass container (3) that has been dried is taken out by the fourth transfer device (51), and the opening (13) is changed to a posture in which the glass container (3) is directed upward. Placed. After the glass container (3) placed on the lowering device (52) is lowered to a predetermined height, the fifth transfer means (53) moves the conveyor belt (28) of the heat treatment furnace (4). ) And transferred so as to pass through the furnace body (27) at a predetermined transfer speed.
  • the glass container (3) is continuously heat-treated while passing through the heat-treating furnace (4), for example, heated to 650 ° C. and then gradually cooled. Not only is the water adhering to the cleaning of the cleaning device (7) removed completely, residual strain based on the thermal history during the molding process is removed, and the glass surface is homogenized.
  • the molding machine is not limited to a vertical molding machine, but may be the horizontal molding machine or other molding machines, and the glass material used is not limited to a glass tube.
  • the manufacturing apparatus of this invention is applicable also to the manufacturing apparatus of other glass products, such as a laboratory instrument.
  • the glass product obtained by the present invention can also be used in conventional techniques such as coating treatment and sulfur treatment. Etc. may be performed. In this case, in the glass product of the present invention, such treatment can be simpler than the prior art.
  • the container accommodated in or in contact with the glass product produced in the present invention can specifically include pharmaceuticals, foods, cosmetics and the like, and is limited to those having specific components and compositions. Not. These items may be in any shape and may be solid, liquid, or gaseous. For example, taking pharmaceuticals as an example, it may be in any shape and properties such as tablets, liquids, granules, powders, powders, ointments, sprays, powders and gels. Needless to say, foods and cosmetics may have any shape and properties.
  • the glass product manufacturing apparatus of the present invention can prevent elution of glass composition components from the inner surface of the glass product due to the contents while maintaining a high degree of cleanliness, and does not require a surface treatment agent or the like, making the glass product inexpensive. Since it can be manufactured, it is particularly suitable as a glass container for storing pharmaceuticals, foods, cosmetics, etc., as well as a glass product manufacturing apparatus such as a syringe, a test instrument, etc., but also suitable for manufacturing other glass products that come in contact with the stored item It is.

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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

　収容物によるガラス製品の内表面からのガラス組成成分の溶出を防止でき、しかも表面処理剤等が不要でガラス製品を安価に製造できるようにする。ガラス材を加熱下で所定形状に成形する縦型成形機(２)と、縦型成形機(２)で成形されたガラス製品(３)の残留歪みを除去する熱処理炉(４)とを備える。縦型成形機(２)から熱処理炉(４)までの製品搬送経路(５)に、冷却装置(６)と洗浄装置(７)を順に備える。冷却装置(６)は、ガラス製品(３)を洗浄装置(７)へ送り込む送込み手段(８)を兼ねており、ガラス製品(３)の温度を約１５０℃以下に冷却する。洗浄装置(７)はガラス製品(３)の内表面へ洗浄液を供給する洗浄部(16)と、洗浄されたガラス製品(３)の内表面へ清浄水を供給する濯ぎ部(17)とを備える。

Description

ガラス製品の製造装置
　本発明は、例えば管瓶、バイアル、アンプルなどのガラス容器や、シリンジ、試験器具等のガラス製品の製造装置に関し、さらに詳しくは、高度な清浄性を保持して収容物によるガラス製品の内表面からのガラス組成成分の溶出を防止でき、しかも表面処理剤等が不要でガラス製品を安価に製造できる、ガラス製品の製造装置に関する。
　一般に、医薬品や食品、化粧品等を収容する管瓶、バイアル、アンプル等のガラス容器や、医薬品等と接触するシリンジ、試験器具等のガラス製品は、ガラス管を加熱下で成形加工して製造される場合が多い。これらのガラス製品の典型的な成形加工法として、縦型成形方法がある。この方法は、一定の径を有し両端が開放されたガラス管を垂直に立て、下端部を加熱軟化させて所望の形状に加工し、上部につながるガラス管から切り離したのち、底部等を形成することでガラス製品を製造する方法である。残部のガラス管は、ガラス製品を１個製造した分だけより短くなるが加熱下で下端を開放させ、上記と同様にガラス管の下端部を加熱加工したのち、これを上部につながるガラス管から切り離す作業を繰り返すことによって、ガラス製品を大量生産することが行われる。これは機械を用いて自動的に行われ、通常は縦型成形機を用いる。
　また、日本独特の成形加工法として、いわゆる横式成形機を用いる加工法も多く採用されている。この成形加工法は、ガラス管を製品２本分の長さに相当する大きさに予め切断し、切断した管を横方向に寝かせた状態で成形機へセットし、先ずカットされた両端部分を加熱軟化させて口部の成形を行い、その後、カット管の中央部分をバーナーで加熱して切断し、容器底部の成形を行うことにより、ガラス容器などを得る成形加工法である。
　しかしながら、このようにして製造されるガラス製品に例えば液状の医薬等を収容すると、ガラス製品の内表面からアルカリ成分が溶出して、収容した医薬等が汚染され、例えばｐＨ値を上昇させたり、場合によっては溶出成分が収容物の構成成分と反応して沈殿物を発生させるなど、収容物の品質を損なう虞がある。
　そのためこのようにして製造されたガラス製品は、作業性は悪いが、成形加工の時の加熱条件をできるだけ低く抑えてガラスの加工劣化を少なくするか、ガラス製品を製造後、ガラス内表面をコーティングする(例えば、特許文献１参照)か、或いはガラス内表面に硫酸アンモニウムを用いたサルファー処理を施して、ガラス製品の表面からのアルカリ成分の溶出を少なくすることが行われていた。
特開平５－１３２０６５号公報
　上記のようなガラス表面のコーティング処理や、サルファー処理あるいは低温加熱ガラス管加工は、メーカーに煩雑化した工程や作業性の低い工程を強いるばかりでなく、表面処理剤等が必要となり、ガラス製品の製造原価を高くする問題がある。
　例えば医薬用ガラス容器の製造においては、ガラス管の成形加工時の内表面の劣化を防止することにより、製造されたガラス容器に薬液等を充填した後の加熱滅菌工程や保管中において、液との反応でガラス表面からアルカリ成分等の溶離性分が溶出しないか、或いは極わずかにしか溶出しないガラス容器の提供が望まれる。しかも、コーティング処理やサルファー処理等の特別な処理を行う上記の従来の方法と異なって、ガラス容器の製造工程を煩雑化しないことが望まれ、また、製造後のガラス容器の脱アルカリの際に生じたブルームをとり除くための、医薬品を充填する前のガラス容器の洗浄工程を省略することも望まれる。
　本発明の技術的課題は、上記の問題点を解消し、高度な清浄性を保持して収容物によるガラス製品の内表面からのガラス組成成分の溶出を防止でき、しかも表面処理剤等が不要でガラス製品を安価に製造できる、ガラス製品の製造装置を提供することにある。
　本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、垂直に立てたガラス管の下端を所望の形状に成形加工する際の、例えばガスバーナー等での加熱により、ガラス質が変質してガラスの揮発成分(例えばＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど)が発生し、ガラス管の開放された下端と上端の間の空間部を煙突効果によって上昇するのであるが、これらの揮発成分が上昇過程でガラス管内表面に付着してアルカリ質の溶離性成分を形成し、この付着した成分がガラス製品の製造後に薬液等の医薬品等の中に溶出する、との知見を得た。このことは、前記の横式成形機を用いた場合においても、加熱加工の際に生じるガラスの揮発成分がガラス管内表面へ付着し、アルカリ質の溶離性成分を形成する点で、同様である。
　さらに本発明者等は、上記のガラス製品を得た後、熱履歴による歪みを除去するための熱処理を行う前に、このガラス製品の内表面を洗浄水で洗浄したところ、予想外かつ驚くべきことに、内表面からのアルカリ成分溶出が極めて少ないガラス製品を製造し得ることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものであり、上記の課題を解決するために、例えば、本発明の実施の形態を示す図１から図８に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
　即ち本発明はガラス製品の製造装置に関し、ガラス材(30)を加熱下で所定形状に成形する成形機(２)と、この成形機(２)で成形されたガラス製品(３)の残留歪みを除去する熱処理炉(４)とを備えたガラス製品の製造装置であって、上記の成形機(２)から熱処理炉(４)までの製品搬送経路(５)に、ガラス製品(３)の少なくとも内表面を洗浄する洗浄装置(７)を備えることを特徴とする。
　上記の成形機で成形されたガラス製品には、成形過程において加熱により生じた、例えばＮａ２ＯやＫ２Ｏなどのガラスの揮発成分が、このガラス製品の内表面に付着してアルカリ質の溶離性成分を形成していると考えられる。さらにこの内表面に付着した溶離性成分は、その後に行う除歪や表面の均質化のための熱処理の際に、ガラス製品の肉厚内に取り込まれて拡散していくと考えられ、この熱処理後に洗浄したのでは、上記の溶離性成分を十分に除去することができない。
　これに対し、本発明では上記の熱処理炉で熱処理される前に、上記の洗浄装置でガラス製品の少なくとも内表面が洗浄されるので、これにより上記の溶離性成分が十分に除去され或いは低減される。その後、上記の熱処理炉での熱処理により、ガラス製品の残留歪みが除去され表面が均質化されるが、このときの熱処理により、上記の洗浄で濡れたガラス製品が十分に乾燥される。
　上記のガラス材は、特定の材質や形状のものに限定されず、無色透明でもよいし、例えば褐色等に着色されていてもよい。これらのガラス材としては、通常、ガラス管が用いられ、例えば硼硅酸ガラスやソーダライムガラス等が好ましく用いられる。上記のガラス管の断面は、通常は真円状であるが楕円形状等その他の形状でもよい。このガラス管の太さは特に制限はなく、例えば断面が真円の場合、通常、その直径は約１０～１００ｍｍ程度である。また、このガラス管の長さも特に制限はなく、通常、約１～５ｍ程度のものが用いられる。
　上記のガラス材を加熱下で成形する所定形状とは、管瓶、バイアル、アンプルなどのガラス容器や、シリンジ、試験器具等の、所望のガラス製品に応じた形状をいい、特定の形状や寸法に限定されない。
　上記の成形機は、前記の縦型成形機が特に好ましく用いられるが、前記の横式成形機など他の形式の成形機であってもよく、特定の形式や構造のものに限定されない。即ち、本発明は、製造時に生じたガラスの揮発成分がガラス製品の内表面に付着する虞のある成形機を用いる場合に好ましく適用される。
　上記のガラス製品の残留歪みを除去する熱処理炉は、上記のガラス材からガラス製品に成形加工した際の熱履歴に基づく残存歪みを除去するとともに、ガラス表面を均質化できるものであればよく、特定の形式や構造のものに限定されず、通常、連続処理炉が用いられるが、例えばバッチ処理炉であってもよい。また、この熱処理炉の熱処理温度や熱処理時間も特に限定されず、例えば、上記の洗浄装置により洗浄したガラス製品は、通常、雰囲気温度が約５５０～７００℃、好ましくは約６００～７００℃に加熱昇温されたのち、徐冷され、この徐冷を含む熱処理時間は、通常、３～４０分、好ましくは１５～３５分、より好ましくは２５～３５分とされる。
　上記の洗浄装置で用いられる洗浄液は、特定成分の液体に限定されないが、通常、水、酸の水溶液、または界面活性剤水溶液、或いはこれらの混合液などが用いられる。なかでも、ガラス製品の内表面に付着したアルカリ質の溶離性成分の溶解性が高い観点から、酸の水溶液が好ましく用いられる。
　上記の洗浄液として用いられる酸としては、上記の溶離性成分を溶解できるものであればよく、特定の酸に限定されるものではない。具体的には、例えば有機酸として、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、クエン酸などが、また無機酸として、塩酸、硫酸、硝酸などが挙げられる。これらの酸は、例えば、多数のガラス製品を洗浄する場合など、１種または２種以上を用いてもよい。洗浄効果および取扱い性の面からは、クエン酸やシュウ酸、塩酸、硫酸が好ましく用いられる。なお、有機酸を用いた場合には、仮に洗浄後に洗浄液の残滓が生じても、洗浄後に行う上記の熱処理炉での加熱により二酸化炭素と水に燃焼分解するため、ガラス表面が非常に清浄に保たれる点で好ましく、なかでもクエン酸が好ましく用いられる。これらの酸の濃度は高い程、上記の溶離性成分の溶解性が高い傾向にあるが、廃液の生成を含めた取扱い性の観点から、通常、０.００５～１.０モル／Ｌ、好ましくは０.０１～０.１モル／Ｌとされる。
　また、上記の洗浄液として用いられる界面活性剤水溶液としては、特に限定されるものではないが、好ましい界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、ポリエチレングリコール型と多価アルコール型に大別され、ポリエチレングリコール型としては、高級アルコール、脂肪酸、油脂、ポリプロピレングリコールもしくはアルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物や、多価アルコール脂肪酸エステル、高級アルキルアミンもしくは脂肪酸アミドのエチレンオキサイド付加物等が挙げられ、多価アルコール型としては、グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトールもしくはショ糖の脂肪酸エステルや多価アルコールのアルキルエーテル等が挙げられる。
　上記の洗浄液として酸の水溶液または界面活性剤水溶液を用いた場合は、洗浄液による洗浄後、清浄な水による濯ぎ処理を施すために、上記の洗浄装置が、ガラス製品の少なくとも内表面へ洗浄液を供給する洗浄部と、上記の洗浄液で洗浄されたガラス製品の少なくとも内表面へ清浄水を供給する濯ぎ部とを備えると好ましい。
　上記の成形機でのガラス製品の成形工程では、微量ではあるがガラス製品の外表面に上記の揮発成分が付着することもあり得る。このため上記の洗浄装置による洗浄は、ガラス製品の内表面だけでなく外表面にも施すと好ましい。
　また上記の洗浄装置は、洗浄液で洗浄したのち、例えば空気の吹き込み等による水切り機能を備えていると好ましい。さらにこの洗浄装置は、ガラス製品の表面に残留する洗浄液や清浄水などの水分を除去するための、例えば１００～４００℃程度の熱風を供給する乾燥機能を備えていると好ましい。
　上記の洗浄装置は、ガラス製品の少なくとも内表面を洗浄液で洗浄できるものであればよく、特定の洗浄装置に限定されない。どのような形式の洗浄装置を採用するかは、成形機や洗浄装置、熱処理炉などの生産ライン全体のレイアウト等を考慮して決定される。
　例えば上記の洗浄装置では、ガラス製品を超音波洗浄により洗浄するものであってもよく、この超音波洗浄による場合、通常、上記の酸を用いて、内表面だけでなくガラス製品全体が洗浄され、濯ぎ洗浄が行われる。
　また、上記の洗浄装置は噴霧ノズル等の洗浄液供給手段からの洗浄液の供給により洗浄するものであってもよい。この場合、通常、このガラス製品を適宜の治具に挿入又は吊り下げなどした状態で、ガラス製品の開口から底部に向けて洗浄液を、通常、圧力をかけ噴霧することにより行う。この洗浄液供給手段は、例えば洗浄液と同時に圧搾空気を吐出し得る様にして、洗浄液の噴霧圧を高めてもよい(ジェット噴霧洗浄とも称される)。
　より具体的には、上記の洗浄装置は、開口を下方に向けたガラス製品を下方から支持する受け部材と、このガラス製品の浮き上がりを防止する押え部材と、ガラス製品の内表面へ洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備えることができる。この場合、ガラス製品は洗浄液供給手段からの洗浄液の供給圧力を受けるが、上記の押え部材により浮き上がることが防止されるので、洗浄液により内表面などが確実に洗浄される。またこのガラス製品は開口を下方に向けているので、洗浄液供給手段から供給された洗浄液は、ガラス製品を洗浄したのち上記の開口から円滑に排出される。
　上記の押え部材は、上記の受け部材の上方に位置する押え姿勢と、平面視でこの受け部材から外れて位置する退避姿勢とに切換可能に構成すると、押え姿勢では洗浄液供給手段からの洗浄液の供給圧力に対してガラス製品を確りと押えることができるうえ、この押え部材を退避姿勢へ切り換えることにより、開口が下方に向いたガラス製品を上記の洗浄装置へ上方から容易に送り込むことができて好ましい。
　上記の洗浄装置で洗浄されるガラス製品の温度は、高い程、ガラス製品の内表面に付着した溶離性成分の除去又は低減効果は高いと考えられる。しかし、上記の成形機で加工された後の上記のガラス製品の温度は、通常、約３００～４００℃となっており、３５０℃を超えたガラス製品に洗浄液を接触させると、このガラス製品が破損される虞がある。そこで、上記の成形機から洗浄装置までの製品搬送経路には、上記のガラス製品の温度を約１５０℃以下にまで冷却する冷却装置を備えると好ましく、この冷却装置はガラス製品を約８０℃～約１００℃に冷却するとさらに好ましい。なお上記の冷却装置は、温度センサなどを用いて冷却空気等により強制的に冷却しても良いが、例えば２５℃などの大気温下での放熱により冷却させると、冷熱源などが不要であり、安価に実施できて好ましい。
　また上記の冷却装置は、上記の成形機から搬送されたガラス製品を上記の洗浄装置へ送り込む送込み手段や、成形機からの搬送装置を充分に長く形成してこの搬送装置で構成すると、冷却専用の冷却装置を別途必要としないので製造装置全体を簡略に構成でき、安価に実施できて好ましい。
　この場合、上記の送込み手段を兼ねる冷却装置は、成形機から搬入されたガラス製品を洗浄装置への供給位置まで所定の時間間隔で間欠移動させると、この冷却装置での冷却工程と上記の洗浄装置による洗浄工程とのタクトタイムを容易に一致させることができ、全体のラインバランスを好適にできて好ましい。
　本発明は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏することができる。
　(１)成形過程における加熱によりガラス製品の内表面に付着したと考えられる、例えばＮａ２ＯやＫ２Ｏなどのガラスの揮発成分が、上記の洗浄装置での洗浄により、上記の熱処理炉で熱処理される前に除去あるいは低減される。この結果、ガラス製品の少なくとも内表面を高度な清浄性に保持することができ、収容物によるこのガラス製品の内表面からのガラス組成成分の溶出を防止することができる。
　(２)上記の洗浄装置での洗浄により濡れたガラス製品は、別途の乾燥装置を用いることなく、上記の熱処理炉での熱処理により十分に乾燥されるうえ、高度な清浄性を保持しガラス組成成分の溶出を防止したガラス製品でありながら、いかなる表面処理剤等も不要であるので、このガラス製品を安価に製造することができる。
本発明の第１実施形態を示す、ガラス容器の製造装置の平面視での概略構成図である。 本発明の第１実施形態の、送込み手段でもある冷却装置の正面図である。 本発明の第１実施形態の、洗浄装置の縦断正面図である。 本発明の第１実施形態の、洗浄部近傍の拡大縦断面図である。 本発明の第１実施形態の、濯ぎ部近傍の拡大縦断面図である。 本発明の第１実施形態の、ガラス容器の成形手順を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の、ガラス容器の製造装置の平面視での一部を省略した概略構成図である。 本発明の第２実施形態の、洗浄部の縦断正面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１から図６は本発明の第１実施形態を示し、図１はガラス容器の製造装置の平面視での概略構成図、図２は送込み手段でもある冷却装置の正面図、図３は洗浄装置の縦断正面図、図４は洗浄部近傍の拡大縦断面図、図５は濯ぎ部近傍の拡大縦断面図、図６はガラス容器の成形手順を示す模式図である。
　図１に示すようにこのガラス容器の製造装置(１)は、ガラス材であるガラス管を加熱下でバイアル等の所定の容器形状に成形する縦型成形機(２)と、この縦型成形機(２)で成形されたガラス容器(３)の残留歪みを除去し、表面を均質化させる熱処理炉(４)とを備え、さらに、この縦型成形機(２)から熱処理炉(４)までの容器搬送経路(５)に、上流側から順に冷却装置(６)と洗浄装置(７)とを備える。
　上記の冷却装置(６)は、上記の縦型成形機(２)から搬送された高温のガラス容器(３)を上記の洗浄装置(７)へ送り込む送込み手段(８)で兼用されている。即ち、この送込み手段(８)はガラス容器(３)を移動させる間に室温下での放熱で冷却させ、これによりこのガラス容器(３)の温度が約１５０℃以下に、好ましくは約８０℃～約１００℃にまで冷却されるように、洗浄装置(７)へ送り込むまでの所用時間が、例えば１～５分間に、より好ましくは２～３分間に、設定してある。
　具体的には図２に示すように、上記の送込み手段(８)を兼ねる冷却装置(６)は、縦型成形機(２)からの搬送装置(９)で搬送されてきた複数個のガラス容器(３)を一組にまとめて受け取る受取り台(10)と、この受取り台(10)上の一組のガラス容器(３)を押し込む押込み機(11)と、この押込み機(11)で押し込まれたガラス容器(３)を上方へ間欠移動させるリフト装置(12)と、このリフト装置(12)で持ち上げられた一組のガラス容器(３)を、開口(13)が下方に向いた姿勢に変更して洗浄装置(７)へ移送する第１移載装置(14)とを備える。上記のリフト装置(12)は、上記のガラス容器(３)を個々に載置する載置板(15)を備え、この載置板(15)を上下方向へ環状に循環させるように構成してある。
　図３に示すように、上記の洗浄装置(７)は、洗浄部(16)と濯ぎ部(17)とを備える。さらに、この洗浄部(16)からガラス容器(３)を濯ぎ部(17)へ移動させる第２移載装置(18)と、濯ぎ部(17)からガラス容器(３)を取り出して、開口(13)が上方に向いた姿勢に変更する第３移載装置(19)と、この第３移載装置(19)で取り出されたガラス容器(３)を受取り、所定高さまで降下させる下降装置(20)とを備える。
　図３と図４および図５に示すように、上記の洗浄部(16)と濯ぎ部(17)はそれぞれ、開口(13)が下方に向いたガラス容器(３)を下方から支持するとともに上下へ移動可能な受け部材(21)と、下降した受け部材(21)に載置されているガラス容器(３)を上方から押えることでその浮き上がりを防止する押え部材(22)とを備える。この押え部材(22)は、上記の受け部材(21)の上方に位置する押え姿勢(Ｘ)と、平面視でこの受け部材(21)から外れて位置する、図３の仮想線に示す退避姿勢(Ｙ)とに切換可能に構成してある。また、上記の下降した受け部材(21)は、周囲を液受け槽(23)で取り囲んである。
　さらに、上記の洗浄部(16)は、ガラス容器(３)の開口(13)から内部へ挿入されて、このガラス容器(３)の内表面へ洗浄液を噴出する洗浄液噴霧ノズル(24)を備え、また、上記の濯ぎ部(17)は、ガラス容器(３)の開口(13)から内部へ挿入されて、このガラス容器(３)の内表面へ清浄水を噴出する清浄水噴霧ノズル(25)を備える。上記の洗浄液噴霧ノズル(24)は、洗浄液と同時に圧搾空気を吐出できるように必要に応じて構成してもよい。一方、上記の清浄水噴霧ノズル(25)は、清浄水供給路と圧搾空気供給路とに切換可能に接続してあり、清浄水で濯いだのちのガラス内表面に付着した水分を、圧搾空気の吹き込みにより水切りできるようにしてある。
　なお図３に示すように、上記の洗浄部(16)と濯ぎ部(17)の側方には光電センサ(26)が配設してあり、ガラス容器(３)が載置されていない部位の各噴霧ノズル(24・25)は、この光電センサ(26)の検出により洗浄液や清浄水、圧搾空気などが噴出されないように制御される。
　図１に示すように、上記の熱処理炉(４)は、ガラス容器(３)を連続的に熱処理する炉本体(27)と、この炉本体(27)内にガラス容器(３)を案内して通過させる搬送ベルト(28)と、上記の下降装置(20)からこの搬送ベルト(28)上へガラス容器(３)を移載する第４移載手段(29)とを備える。
　上記の冷却装置(６)や洗浄装置(７)、各移載装置(14・18・19・29)などの、各装置は、ガラス容器(３)と接触する部位の金属表面を、ガラス容器(３)が汚損や損傷されないように、必要に応じて例えば樹脂材料等でライニングしてある。
　次に、上記のガラス容器の製造装置でガラス容器を製造する手順について説明する。
　最初に、上記の縦型成形機(２)でガラス管から所定形状のガラス容器(３)に成形する。このようなガラス管を用いてガラス容器を製造する縦型成形機は従来充分に確立されているので、本発明に用いる縦型成形機もそれに従ってよい。
　具体的には、図６に基づいて説明すると次の手順で行われる。
　(ａ)第１加熱工程：縦型成形機(２)へ上下方向にセットされたガラス管(30)の下端部を、１２００～２０００℃のフィッシュテールバーナー(31)で加熱する。
　(ｂ)肩部成形工程：ローラー(32)とプランジャー(33)とを用いて肩部を成形する。
　(ｃ)第２加熱工程：１２００～２０００℃のポイントバーナー(34)で口部を加熱する。
　(ｄ)口部成形工程：ローラー(32)とプランジャー(33)とで口部を成形する。
　(ｅ)瓶高さ決定工程：全高板(35)を用いて瓶高を決定する。
　(ｆ)カット工程：例えば温度１２００～２０００℃のカットバーナー(36)を用いてカットする。この切り離されたガラス管(30)の下端は、断面がもとの真円となるように成形しておく。
　(ｇ)第１底部成形工程：ポイントバーナー(34)を用いて底部を均質化する。
　(ｈ)第２底部成形工程：エアー(37)を吹き込み、１２００～２０００℃のポイントバーナー(34)を用いて底部の成形を完成する。
　上記の成形加工後のガラス容器(３)の温度は、通常、約３００～４００℃となる。
　上記の操作を繰り返すことによって、ガラス容器(３)を量産することができるが、この際の加熱によりガラス質が変質し、例えばＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなどのガラスの揮発成分が、ガラス管(30)の開放された下端と上端の間の空間部を煙突効果によって上昇し、ガラス管(30)の内表面に付着してアルカリ質の溶離性成分を形成する、と考えられる。
　図１に示すように、上記の縦型成形機(２)で成形されたガラス容器(３)は、上記の搬送装置(９)で受取り台(10)の側方へ搬送され、例えば５～８個など複数個のガラス容器(３)が、一組にまとめられてプッシャー(38)により受取り台(10)上へ移載される。なお上記の搬送装置(９)には、整列状態が乱れたガラス容器や、形状不良のガラス容器を排除する排除装置(図示せず)が設けてある。
　上記の受取り台(10)へ移載された一組のガラス容器(３)は、図２に示すように、上記の押込み機(11)で上記のリフト装置(12)の下方の載置板(15)上に押し込まれる。このリフト装置(12)の駆動により、上記の載置板(15)に載置されたガラス容器(３)は、雰囲気空間への放熱により冷却されながら、間欠的に上昇する。このリフト装置(12)の上部に達したガラス容器(３)は、上記の第１移載装置(14)により、開口(13)が下方に向いた姿勢に変更されながら、上記の洗浄装置(７)の洗浄部(16)へ移送される。この送込み手段(８)による送り込みは、例えば１～５分間等の所定時間をかけて行われ、これにより洗浄部(16)へ移送されたガラス容器(３)は、約１００℃程度に冷却されている。
　上記の洗浄部(16)では、図４に示すように、受渡し位置(Ｒ)に上昇した受け部材(21)に上記のガラス容器(３)が開口(13)を下にして載置されたのち、この受け部材(21)が所定の洗浄位置(Ｓ)に下降することで、このガラス容器(３)内へ前記の洗浄液噴霧ノズル(24)の先端部が挿入される。次いで、前記の押え部材(22)が退避姿勢(Ｙ)から押え姿勢(Ｘ)に切換えられてガラス容器(３)が上方から押えられ、この状態で上記の洗浄液噴霧ノズル(24)から洗浄液が、必要に応じて圧搾空気とともに噴霧される。これにより、このガラス容器(３)の内表面に付着している前記のアルカリ質の溶離性成分が洗い流される。このガラス容器(３)の内表面を流下した洗浄液は、上記の受け部材(21)の開口部(39)を経て液受け槽(23)内に流入し、この液受け槽(23)に設けた排出口(40)から図外の排液タンクへ排出される。
　上記の洗浄部(16)での洗浄時間は、例えば２秒～１０秒の間で設定され、この洗浄を終了すると、上記の押え部材(22)が退避姿勢(Ｙ)へ切換えられたのち、上記の受け部材(21)が受渡し位置(Ｒ)へ上昇し、上記の第２移載装置(18)によりガラス容器(３)が濯ぎ部(17)へ移される。
　この濯ぎ部(17)では、図５に示すように、上記の洗浄部(16)と同様に受け部材(21)と押え部材(22)とが作動する。即ち、この受け部材(21)が洗浄位置(Ｓ)に下降して、ガラス容器(３)内へ前記の清浄水噴霧ノズル(25)の先端部が挿入され、押え部材(22)でガラス容器(３)が上方から押えられる。次いで、上記の清浄水噴霧ノズル(25)から清浄水が噴霧されて、ガラス容器(３)の内表面に付着している洗浄液が洗い流され、その後、この清浄水噴霧ノズル(25)から圧搾空気が吹き出され、ガラス容器(３)の内表面が水切りされる。なお上記のガラス容器(３)の内表面を流下した清浄水は、前記の洗浄部(16)での洗浄液と同様に、上記の受け部材(21)の開口部(39)を経て液受け槽(23)内に流入し、この液受け槽(23)に設けた排出口(40)から図外の排液タンクへ排出される。
　上記の濯ぎ部(17)での濯ぎ時間と圧搾空気の吹き出し時間は、各々０.３秒～１０秒の間で設定され、この濯ぎと水切り処理を終了すると、上記の押え部材(22)が退避姿勢(Ｙ)へ切換えられたのち、上記の受け部材(21)が受渡し位置(Ｒ)に上昇する。そして、上記の第３移載装置(19)によりガラス容器(３)が取り出されて、開口(13)が上方に向いた姿勢に変更され、上記の下降装置(20)に載置される。下降装置(20)に載置された上記のガラス容器(３)は、所定高さへ降下されたのち、前記の第４移載手段(29)で熱処理炉(４)の搬送ベルト(28)上へ移載され、所定の搬送速度で炉本体(27)内を通過するように搬送される。
　この熱処理炉(４)を通過する間に、上記のガラス容器(３)は連続的に熱処理され、例えば６５０℃に加熱されたのち徐冷されることで、上記の洗浄装置(７)の洗浄で付着した水分が完全に除去されるだけでなく、成形加工時の熱履歴に基づく残留歪みが除去されるとともに、ガラス表面が均質化される。
　次に、上記のガラス製品の製造装置でガラス容器を製造し、収容物によるそのガラス容器の内表面からのガラス組成成分の溶出量を、上記の洗浄処理を施さない場合と比較して測定した。
［実施例１－１］
　直径２１ｍｍ、長さ１８０ｃｍのガラス管を使用し、洗浄液として１０ｍＬの純水を用いて洗浄した。洗浄液は純水であるので上記の清浄水による濯ぎは省略した。その後、圧搾空気で十分に水切りしたのち、有効長５ｍ、炉内の雰囲気温度６５０℃の熱処理炉内で熱処理を行った。この熱処理炉内でのラインスピードは毎分２０ｃｍとし、加熱したのち徐冷する熱処理工程を２５分かけて行って、実施例１－１のガラス容器を得た。
［実施例１－２］
　熱処理炉でのラインスピードを毎分１５ｃｍとし、加熱したのち徐冷する熱処理工程を３３分かけて行った以外は、上記の実施例１－１と同様に実施して、実施例１－２のガラス容器を得た。
［比較例１］
　純水による洗浄とその後の圧搾空気による水切りを省略した以外は、実施例１－１と同様にして、比較例１のガラス容器を得た。
　上記の実施例と比較例の各ガラス容器について、ガラス容器の全満容量の９０％に相当する水を充填してゴム栓で密封した後、オートクレーブを使用して１２１℃で６０分加熱し、常温になるまで放冷した。その後、それぞれの内溶液を原子吸光分光光度計を用いて溶出ナトリウムの量を測定した。結果は表１のナトリウム溶出試験結果１に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記のナトリウム溶出試験結果１から明らかなように、本発明により製造されたガラス容器は、従来品に相当する洗浄を行わない比較例１と比較すると、洗浄を行った実施例１－１では約３０％、洗浄に加え徐冷条件を最適化した実施例１－２では約８０％のナトリウム溶出量の低減効果が認められた。ナトリウム溶出量が低減したという意味で、本発明によって、表面処理剤を用いずに、アルカリ成分等の溶離性分が溶出し難い、いわゆる低アルカリガラス容器を製造し得ることが明らかとされた。
［実施例２］
　直径２１ｍｍ長さ１８０ｃｍのガラス管を使用し、実施例１と同様に成形加工して得られたガラス容器を、実施例１と同様に洗浄装置で洗浄した。洗浄装置では、各種酸の水溶液である洗浄液で洗浄し、純水で濯いだのち、圧搾空気を吹き込んで十分に水切りした。なお洗浄液として、実施例２－１では０.１Ｎの塩酸を用い、実施例２－２では０.０１Ｎの塩酸を用い、実施例２－３では０.０１ｍｏｌ/Ｌのクエン酸を用い、実施例２－４では０.０５ｍｏｌ/Ｌのクエン酸を用いた。そして洗浄が終了したガラス容器は、上記の実施例１で用いた熱処理炉にて、ラインスピード毎分２０ｃｍにより２５分かけて熱処理を行った。
　一方、比較のために、各種酸の水溶液による洗浄と純水による濯ぎ、圧搾空気による水切りを全く行わなかった以外は、実施例２と同様にして比較例２のガラス容器を得た。
　上記の処理を終了したガラス容器に容器の全満容量の９０％に相当する水を充填し、ゴム栓で密封した後オートクレーブを使用して１２１℃で６０分加熱し常温になるまで放冷した。その後、それぞれの内溶液を原子吸光分光光度計を用いて溶出ナトリウムの量を測定した。測定の結果を表２のナトリウム溶出試験結果２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記のナトリウム溶出試験結果２から明らかなように、本発明により製造されたガラス容器は、従来品に相当する洗浄を行わない比較例２と比較すると、酸の種類や濃度に拘わらず９０％以上のナトリウム溶出量の低減効果が認められた。傾向として酸の濃度が高い方が低減率が向上する傾向が認められた。ナトリウム溶出量が低減したという意味で、本発明によって、表面処理剤を用いずに、アルカリ成分等の溶離性分が溶出し難い、いわゆる低アルカリガラス容器を製造し得ることが明らかとされた。
　また、ガラスの組成成分として含まれるケイ素、カルシウム、アルミニウム、ホウ素、バリウムなどの他の成分についても、ＩＣＰ発光分光分析装置にて測定した結果、上記のナトリウムと同様に低減化する傾向が認められた。
　図７と図８は本発明の第２実施形態を示し、図７はガラス容器の製造装置の平面視での一部を省略した概略構成図であり、図８は洗浄部の縦断正面図である。
　図７に示すようにこのガラス容器の製造装置(１)は、上記の第１実施形態と同様、図外の縦型成形機と、この縦型成形機で成形されたガラス容器(３)の残留歪みを除去し、表面を均質化させる熱処理炉(４)とを備え、この縦型成形機から熱処理炉(４)までの容器搬送経路(５)に洗浄装置(７)を備える。
　なお、上記の縦型成形機から上記の洗浄装置(７)へガラス容器(３)を送り込む搬送装置(９)は、このガラス容器(３)が搬送中に所定の温度以下まで冷却されるように、充分に長く形成してあり、この搬送装置(９)により冷却装置(６)が兼用されている。即ちこの搬送装置(９)は、上記の縦型成形機で加工された後の、例えば約３００～４００℃となっているガラス容器(３)を洗浄装置(７)へ移動させる間に、室温下での放熱で冷却させ、これによりこのガラス容器(３)の温度が約１５０℃以下に、好ましくは約８０℃～約１００℃にまで冷却されるように、洗浄装置(７)へ送り込むまでの所用時間が設定してある。
　上記の洗浄装置(７)は、洗浄部(16)と濯ぎ部(17)と水切り部(41)と乾燥部(42)とを備える。上記の洗浄部(16)は、超音波洗浄槽(43)と、その上方に配置された循環装置(44)とを備えている。また上記の濯ぎ部(17)は、ガラス容器(３)の内部と外面とに清浄水を噴霧する清浄水噴霧ノズルを備えており、上記の水切り部(41)はガラス容器(３)の内部と外面とに圧搾空気を供給する圧搾空気噴出ノズルを備えている。さらに上記の乾燥部(42)は、ガラス容器(３)の内部と外面とに約３５０℃の熱風を供給する乾燥装置を備えている。
　さらに上記の洗浄装置(７)は、上記の搬送装置(９)からプッシャー(38)により移載されたガラス容器(３)を所定高さ位置へ持ち上げる昇降装置(45)と、この昇降装置(45)で持ち上げたガラス容器(３)を受け取る受取り台(46)と、昇降装置(45)上のガラス容器(３)を上記の受取り台(46)を経て上記の循環装置(44)へ送り込む押し込み機(47)とを備える。
　また上記の洗浄装置(７)は、上記のガラス容器(３)を、上記の循環装置(44)から濯ぎ部(17)へ移動させる第１移載装置(48)と、この濯ぎ部(17)から上記の水切り部(41)へ移動させる第２移載装置(49)と、この水切り部(41)から上記の乾燥部(42)へ移動させる第３移載装置(50)と、この乾燥部(42)からガラス容器(３)を取り出して開口(13)が上方に向いた姿勢に変更する第４移載装置(51)とを備え、さらに、この第４移載装置(51)で取り出されたガラス容器(３)を受取って所定高さまで降下させる下降装置(52)とを備える。
　上記の熱処理炉(４)は、上記の第１実施形態と同様、ガラス容器(３)を連続的に熱処理する炉本体(27)と、この炉本体(27)内にガラス容器(３)を案内して通過させる搬送ベルト(28)と、上記の下降装置(52)からこの搬送ベルト(28)上へ、上記のガラス容器(３)を移載する第５移載手段(53)とを備える。
　図８に示すように、上記の洗浄部(16)は、上記の超音波洗浄槽(43)内に洗浄液(54)が収容してあり、底部に超音波発振子(55)が付設してある。上記の循環装置(44)は、上記のガラス容器(３)を個々に保持する保持部材(56)を備えており、この保持部材(56)を上下方向へ環状に循環駆動するように構成してある。この保持部材(56)に保持された上記のガラス容器(３)は、この循環装置(44)により下方へ案内され、上記の洗浄液(54)中に所定時間浸漬されたのち、上方へ引き上げられる。
　次に、図７と図８に基づき、上記のガラス容器の製造装置でガラス容器を製造する手順について説明する。
　図外の縦側成形機で成形されたガラス容器(３)は、搬送装置(９)で搬送されながら雰囲気空間への放熱により所定の温度以下にまで冷却され、複数個のガラス容器(３)が一組にまとめられて、上記のプッシャー(38)により昇降装置(45)上へ移載される。この移載されたガラス容器(３)は、この昇降装置(45)で所定高さ位置へ持ち上げられ、押し込み機(47)により上記の受取り台(46)を経て上記の循環装置(44)へ送り込まれる。
　この循環装置(44)へ送り込まれたガラス容器(３)は、上記の保持部材(56)で保持され、この循環装置(44)により上記の超音波洗浄槽(43)内の洗浄液(54)中へ案内されて、例えば１０秒以上など、所定時間この洗浄液(54)中に浸漬される。この洗浄液(54)は、例えばクエン酸水溶液や他の酸性水溶液等からなり、室温以上、好ましくは６０℃以上の所定温度に維持されている。上記のガラス容器(３)の内表面や外表面に付着している前記のアルカリ質の溶離性成分と、その他の汚損物は、この洗浄液(54)と上記の超音波発振子(55)から発せられる超音波との作用で効率よく除去される。
　上記の洗浄を終えたガラス容器(３)は、上記の循環装置(44)で所定高さ位置へ引き上げられたのち、上記の第１移載装置(48)により開口(13)が下方に向いた姿勢に変更され、上記の濯ぎ部(17)へ送られる。この濯ぎ部(17)では、前記の第１実施形態と同様の噴霧ノズルで清浄水が噴霧されるが、第１実施形態とは異なり、この清浄水はガラス容器(３)の内表面だけでなく、ガラス容器(３)の外表面にも向けて噴霧される。
　上記の濯ぎ処理を終えたガラス容器(３)は、上記の第２移載装置(49)で水切り部(41)へ移送され、圧搾空気噴出ノズルから供給される圧搾空気がガラス容器(３)の内表面と外表面に吹き付けられて、付着している水滴等が除去される。次いで、この水切り処理を終えたガラス容器(３)は、上記の第３移載装置(50)で乾燥部(42)へ移送され、乾燥装置から供給される熱風により、内外表面に残存する水分が除去される。
　上記の乾燥を終えたガラス容器(３)は、上記の第４移載装置(51)により取り出されて、開口(13)が上方に向いた姿勢に変更され、上記の下降装置(52)に載置される。この下降装置(52)に載置された上記のガラス容器(３)は、所定高さへ降下されたのち、前記の第５移載手段(53)で熱処理炉(４)の搬送ベルト(28)上へ移載され、所定の搬送速度で炉本体(27)内を通過するように搬送される。
　上記のガラス容器(３)は、前記の第１実施形態と同様、この熱処理炉(４)を通過する間に連続的に熱処理され、例えば６５０℃に加熱されたのち徐冷されることで、上記の洗浄装置(７)の洗浄で付着した水分が完全に除去されるだけでなく、成形加工時の熱履歴に基づく残留歪みが除去されるとともに、ガラス表面が均質化される。
　上記の各実施形態で説明したガラス製品の製造装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、各装置や部材等の構造、配置、形状、寸法、材質、個数などを、これらの実施形態のものに限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
　例えば、上記の成形機は縦型成形機に限定されず、前記の横式成形機やその他の成形機であってもよく、使用するガラス材もガラス管に限定されない。また上記の各実施形態ではガラス容器の製造装置について説明したが、本発明の製造装置は、実験器具など他のガラス製品の製造装置にも適用できることはいうまでもない。
　上記の本発明により、アルカリ成分等の溶出が減少した高度に清浄なガラス製品が製造されるが、所望によっては本発明で得られたガラス製品においても、従来技術の、例えばコーティング処理やサルファー処理等を行ってもよい。この場合本発明のガラス製品にあっては、このような処理は従来技術に比して、より簡単なものとなり得る。
　また、本発明で製造されたガラス製品に収容され、或いはガラス製品と接触する収容物は、具体的には例えば医薬品、食品、化粧品などを挙げることができ、特定の成分や組成のものに限定されない。またこれらの収容物はどのような形状でもよく、固状、液状、気体状のいずれでもよい。例えば医薬品を例にとると、錠剤、液剤、顆粒剤、散剤、粉剤、軟膏剤、スプレー剤、パウダー剤、ジェル剤等どのような形状、性状でもよい。食品や化粧品についても同様に、どのような形状、性状でもよいことは、いうまでもない。
　本発明のガラス製品の製造装置は、高度な清浄性を保持して収容物によるガラス製品の内表面からのガラス組成成分の溶出を防止でき、しかも表面処理剤等が不要でガラス製品を安価に製造できるので、特に、医薬品や食品、化粧品等を収容するガラス容器や、シリンジ、試験器具等のガラス製品の製造装置として好適であるが、収容物と接触する他のガラス製品の製造にも好適である。
　１…ガラス製品の製造装置(ガラス容器の製造装置)
　２…成形機(縦型成形機)
　３…ガラス製品(ガラス容器)
　４…熱処理炉
　５…製品搬送経路(容器搬送経路)
　６…冷却装置
　７…洗浄装置
　８…送込み手段
　９…搬送装置
　13…開口
　16…洗浄部
　17…濯ぎ部
　21…受け部材
　22…押え部材
　24…洗浄液供給手段(洗浄液噴霧ノズル)
　30…ガラス材(ガラス管)
　41…水切り部
　42…乾燥部
　43…超音波洗浄槽
　54…洗浄液
　55…超音波発振子
　Ｘ…押え姿勢
　Ｙ…退避姿勢

Claims (12)

  1. 　ガラス材(30)を加熱下で所定形状に成形する成形機(２)と、この成形機(２)で成形されたガラス製品(３)の残留歪みを除去する熱処理炉(４)とを備えたガラス製品の製造装置であって、上記の成形機(２)から熱処理炉(４)までの製品搬送経路(５)に、ガラス製品(３)の少なくとも内表面を洗浄する洗浄装置(７)を備えることを特徴とする、ガラス製品の製造装置。
  2. 　上記の洗浄装置(７)が、開口(13)を下方に向けたガラス製品(３)を下方から支持する受け部材(21)と、このガラス製品(３)の浮き上がりを防止する押え部材(22)と、ガラス製品(３)の内表面へ洗浄液を供給する洗浄液供給手段(24)とを備える、請求項１に記載のガラス製品の製造装置。
  3. 　上記の押え部材(22)を、上記の受け部材(21)の上方に位置する押え姿勢(Ｘ)と、平面視でこの受け部材(21)から外れて位置する退避姿勢(Ｙ)とに切換可能に構成した、請求項２に記載のガラス製品の製造装置。
  4. 　上記の洗浄装置(７)が、洗浄液(54)を収容した超音波洗浄槽(43)と、この超音波洗浄槽(43)内の洗浄液(54)中に配設した超音波発振子(55)とを備える、請求項１に記載のガラス製品の製造装置。
  5. 　上記の洗浄装置(７)が、上記のガラス製品(３)の少なくとも内表面へ洗浄液を供給する洗浄部(16)と、上記の洗浄液で洗浄されたガラス製品(３)の少なくとも内表面へ清浄水を供給する濯ぎ部(17)とを備える、請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス製品の製造装置。
  6. 　上記の洗浄液が酸を含有する、請求項５に記載のガラス製品の製造装置。
  7. 　上記の洗浄装置(７)が、ガラス製品(３)の表面に付着した水分を除去する水切り部(41)を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス製品の製造装置。
  8. 　上記の洗浄装置(７)が、ガラス製品(３)の表面に残存した水分を除去する乾燥部(42)を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス製品の製造装置。
  9. 　上記の成形機(２)から洗浄装置(７)までの製品搬送経路(５)に、ガラス製品(３)の温度を約１５０℃以下にまで冷却する冷却装置(６)を備える、請求項１から８のいずれか１項に記載のガラス製品の製造装置。
  10. 　上記の冷却装置(６)が、上記の成形機(２)から搬送されたガラス製品(３)を上記の洗浄装置(７)へ送り込む送込み手段(８)を兼ねる、請求項９に記載のガラス製品の製造装置。
  11. 　上記の送込み手段(８)を兼ねる冷却装置(６)が、成形機(２)から搬入されたガラス製品(３)を洗浄装置(７)への供給位置まで所定の時間間隔で間欠移動させる、請求項１０に記載のガラス製品の製造装置。
  12. 　上記の冷却装置(６)が、ガラス製品(３)を上記の成形機(２)から上記の洗浄装置(７)へ搬送する搬送装置(９)を兼ねる、請求項９に記載のガラス製品の製造装置。
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